(57)【要約】  本発明に係る照明システムは、太陽光発電部１と、太陽光発電部１の出力に基づいた制御信号を生成する制御部２と、入力される直流電力を前記制御信号に応じた直流電力として出力する電力変換部３と、電力変換部３から出力される直流電力によって駆動される照明部４と、を有する。
2011111442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電部と、
前記太陽光発電部の出力に基づいた制御信号を生成する制御部と、
入力される直流電力を前記制御信号に応じた直流電力として出力する電力変換部と、
前記電力変換部から出力される直流電力によって駆動される照明部と、
を有することを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記電力変換部に入力される直流電力は、前記太陽光発電部が太陽光に基づいて出力する直流電力であることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記電力変換部は、
前記太陽光発電部から入力される直流電力を所定の直流電力として出力する第１電力変換部と、
前記第１電力変換部から入力される直流電力を前記制御信号に基づいた直流電力として出力する第２電力変換部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記所定の直流電力とは、一定の直流電力であることを特徴とする請求項３に記載の照明システム。
【請求項５】
前記制御部は、
前記太陽光発電部の出力を監視する監視部と、
前記監視部による監視情報に基づいて前記制御信号を出力する制御信号生成部と、
を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の照明システム。
【請求項６】
前記電力変換部に入力される直流電力は、前記太陽光発電部が生成する直流電力とは異なる直流電力に基づくことを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項７】
前記電力変換部に入力される直流電力を生成する蓄電部を有することを特徴とする請求項６に記載の照明システム。
【請求項８】
前記蓄電部は、商用電源に基づく直流電力によって充電されることを特徴とする請求項７に記載の照明システム。
【請求項９】
前記照明部は、発光ダイオードから成ることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の照明システム。
【請求項１０】
太陽光を受けて直流電力を生成する太陽光発電部と、
居室内を照明する照明部と、
前記太陽光発電部の出力を監視して前記太陽光の照度や方角に関する情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部の出力に基づいて前記照明部の輝度制御を行う駆動部と、
を有して成ることを特徴とする照明システム。
【請求項１１】
前記駆動部は、前記太陽光の照度と前記照明部の輝度との相関関係を記述したテーブル情報を有していることを特徴とする請求項１０に記載の照明システム。
【請求項１２】
前記テーブル情報は、その内容を任意に変更することが可能であることを特徴とする請求項１１に記載の照明システム。
【請求項１３】
前記太陽光発電部は、複数の太陽電池パネルを有して成ることを特徴とする請求項１０〜請求項１２のいずれかに記載の照明システム。
【請求項１４】
前記情報取得部は、前記複数の太陽電池パネル各々の出力を比較し、その比較結果から前記太陽光の方角を検出することを特徴とする請求項１３に記載の照明システム。
【請求項１５】
前記太陽光発電部で生成された直流電力を交流電力に変換することなく前記駆動部に供給する電源部を有して成ることを特徴とする請求項１０〜請求項１４のいずれかに記載の照明システム。
【請求項１６】
前記駆動部は、時間帯に応じて前記照明部の制御内容を切り替えることを特徴とする請求項１０〜請求項１５のいずれかに記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明器具の調光制御を行う照明システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１４及び図１５は、照明システムの一従来例を示す模式図並びにブロック図である。本従来例の照明システムにおいて、屋内に設置された照明器具２０（例えば、発光ダイオードを光源とするＬＥＤ［Light  Emitting  Diode］照明）の調光制御を行う際には、屋内の照度情報を取得するための手段として、照度センサ５０が用いられていた。すなわち、本従来例の照明システムは、照度を一定に保ちたいポイント（エリア）に配置された照度センサ５０を用いて、照明器具２０からの照明光に窓からの入射光（太陽光）を加味した形で屋内の照度情報を取得し、これをＬＥＤドライバ３０に伝達して、照明器具２０の調光制御を行う構成とされていた。【０００３】
また、近年では、エコロジー意識の高まりから、地球環境への負荷が比較的少ない太陽光発電が注目を集めており、本従来例の照明システムは、ＬＥＤドライバ３０の電力源として、商用電源のほかに太陽電池１０を用いることが可能な構成とされていた。【０００４】
なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１２３６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の照明システムでは、先にも述べたように、照明器具２０の調光制御を行うに際して、照度センサ５０（図１５の例では、フォトダイオード５１、センス抵抗５２、アナログ／デジタル変換器５３、及び、照度−輝度変換部５４を含む）を配置する必要があった。【０００７】
本発明は、本願の発明者らが見出した上記の問題点に鑑み、照度センサを要することなく、照明器具の調光制御を行うことが可能な照明システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る照明システムは、太陽光発電部と、前記太陽光発電部の出力に基づいた制御信号を生成する制御部と、入力される直流電力を前記制御信号に応じた直流電力として出力する電力変換部と、前記電力変換部から出力される直流電力によって駆動される照明部と、を有する構成（第１の構成）とされている。【０００９】
なお、上記第１の構成から成る照明システムにおいて、前記電力変換部に入力される直流電力は、前記太陽光発電部が太陽光に基づいて出力する直流電力である構成（第２の構成）にするとよい。【００１０】
また、上記第２の構成から成る照明システムにおいて、前記電力変換部は、前記太陽光発電部から入力される直流電力を所定の直流電力として出力する第１電力変換部と、前記第１電力変換部から入力される直流電力を前記制御信号に基づいた直流電力として出力する第２電力変換部と、を有する構成（第３の構成）にするとよい。【００１１】
また、上記第３の構成から成る照明システムにおいて、前記所定の直流電力とは、一定の直流電力である構成（第４の構成）にするとよい。【００１２】
また、上記第１〜第４いずれかの構成から成る照明システムにおいて、前記制御部は、前記太陽光発電部の出力を監視する監視部と、前記監視部による監視情報に基づいて前記制御信号を出力する制御信号生成部と、を有する構成（第５の構成）にするとよい。【００１３】
また、上記第１の構成から成る照明システムにおいて、前記電力変換部に入力される直流電力は、前記太陽光発電部が生成する直流電力とは異なる直流電力に基づく構成（第６の構成）にするとよい。【００１４】
また、上記第６の構成から成る照明システムは、前記電力変換部に入力される直流電力を生成する蓄電部を有する構成（第７の構成）にするとよい。【００１５】
また、上記第７の構成から成る照明システムにおいて、前記蓄電部は、商用電源に基づく直流電力によって充電される構成（第８の構成）にするとよい。【００１６】
また、上記第１〜第８いずれかの構成から成る照明システムにおいて、前記照明部は、発光ダイオードから成る構成（第９の構成）にするとよい。【００１７】
また、本発明に係る照明システムは、太陽光を受けて直流電力を生成する太陽光発電部と、居室内を照明する照明部と、前記太陽光発電部の出力を監視して前記太陽光の照度や方角に関する情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部の出力に基づいて前記照明部の輝度制御を行う駆動部と、を有して成る構成（第１０の構成）とされている。【００１８】
なお、上記第１０の構成から成る照明システムにおいて、前記駆動部は、前記太陽光の照度と前記照明部の輝度との相関関係を記述したテーブル情報を有している構成（第１１の構成）にするとよい。【００１９】
また、上記第１１の構成から成る照明システムにおいて、前記テーブル情報は、その内容を任意に変更することが可能である構成（第１２の構成）にするとよい。【００２０】
また、上記第１０〜第１２いずれかの構成から成る照明システムにおいて、前記太陽光発電部は、複数の太陽電池パネルを有して成る構成（第１３の構成）にするとよい。【００２１】
また、上記第１３の構成から成る照明システムにおいて、前記情報取得部は、前記複数の太陽電池パネル各々の出力を比較し、その比較結果から前記太陽光の方角を検出する構成（第１４の構成）にするとよい。【００２２】
また、上記第１０〜第１４いずれかの構成から成る照明システムは、前記太陽光発電部で生成された直流電力を交流電力に変換することなく前記駆動部に供給する電源部を有して成る構成（第１５の構成）にするとよい。【００２３】
また、上記第１０〜第１５何れかの構成から成る照明システムにおいて、前記駆動部は時間帯に応じて前記照明部の制御内容を切り替える構成（第１６の構成）にするとよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る照明システムであれば、照度センサを要することなく、照明器具の調光制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る照明システムの第１適用例を示す模式図
【図２】放射照度と最大出力との相関図
【図３】電源装置４０の概略構成を示すブロック図
【図４】電源装置４０の詳細構成を示す回路図
【図５】本発明に係る照明システムの第１実施形態を示すブロック図
【図６】電力変換部３の一構成例を示すブロック図
【図７】制御部２の一構成例を示すブロック図
【図８】本発明に係る照明システムの第２実施形態を示すブロック図
【図９】本発明に係る照明システムの第２適用例を示す模式図
【図１０Ａ】太陽の方角に応じた照明制御を説明するための図（パネル設置例）
【図１０Ｂ】太陽の方角に応じた照明制御を説明するための図（ブロック図）
【図１０Ｃ】太陽の方角に応じた照明制御を説明するための図（発光色テーブル）
【図１１Ａ】第１の電力供給手法を示すブロック図
【図１１Ｂ】第２の電力供給手法を示すブロック図
【図１１Ｃ】第３の電力供給手法を示すブロック図
【図１２】時間帯に応じた調光制御を説明するためのテーブル
【図１３】電源装置４０の一変形例を示すブロック図
【図１４】照明システムの一従来例を示す模式図
【図１５】照明システムの一従来例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、本発明に係る照明システムの第１適用例を示す模式図である。図１に示すように、本発明に係る照明システムは、屋外に設置された太陽電池１０と、屋内（外光を取り入れる窓を備えた居室内）に設置されたＬＥＤ照明２０と、ＬＥＤ照明２０の発光制御を行うＬＥＤドライバ３０と、を有して成る。なお、図１では、ＬＥＤ照明２０とＬＥＤドライバ３０が個別のブロック要素として描写されているが、ＬＥＤドライバ３０は、ＬＥＤ照明２０に内蔵してもよい。
【００２７】
また、本発明に係る照明システムは、ＬＥＤドライバ３０の電力源として、商用電源だけでなく、太陽電池１０を用いることが可能な構成とされている。なお、本明細書中における「太陽電池」には、単一セルの太陽電池だけでなく、複数セルから成る太陽電池アレイも含まれる。
【００２８】
また、本発明に係る照明システムは、ＬＥＤ照明２０の調光制御を行うに際して、照度センサを屋内に設置するのではなく、太陽電池１０の出力をモニタして外光（太陽光）の照度情報を取得し、これをＬＥＤドライバ３０に伝達して、ＬＥＤ照明２０の調光制御を行う構成とされている。
【００２９】
図２は、放射照度と最大出力との相関図である。図２に示すように、太陽電池１０の最大出力はほぼ外光（太陽光）の放射照度に比例する。従って、太陽電池１０を常に最大出力で用いる構成としておけば、太陽電池１０の出力から外光の照度情報を取得することができ、延いては、窓から屋内に入り込む入射光の照度情報を推測することが可能となる。
【００３０】
上記の考察に鑑み、本発明に係る照明システムは、照度センサを要することなく、太陽電池１０の出力に応じてＬＥＤ照明２０の調光制御を行う構成とされている。より具体的に述べると、本発明に係る照明システムは、太陽電池１０の最大電力点追従制御（以下、ＭＰＰＴ［Maximum  Power  Point  Tracking］制御と呼ぶ）に際して取得される諸情報（特に、太陽電池１０の最大出力値）を外光の照度情報に変換し、この照度情報に基づいてＬＥＤ照明２０の輝度値を設定する構成とされている。このような照明システムであれば、照度センサを要することなく、非常に安価な構成によって、屋内の照度を一定に保つことが可能となる。
【００３１】
次に、ＬＥＤドライバ３０に電力と照度情報を伝達する電源装置４０（先出の図１では不図示）の概略構成について説明する。図３は、電源装置４０の概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、電源装置４０は、ＤＣ／ＡＣ変換部４１と、交流分電盤４２と、ＡＣ／ＤＣ変換部４３と、制御部４４と、を有して成り、太陽電池１０とＬＥＤドライバ３０との間に設置されている。
【００３２】
ＤＣ／ＡＣ変換部４１は、太陽電池１０で得られた直流電力（例えばＤＣ１００〜２５０Ｖ）を商用電源に適合した交流電力（ＡＣ１００Ｖ／２００Ｖ）に変換して出力する。
【００３３】
交流分電盤４２は、ＤＣ／ＡＣ変換部４１から入力される交流電力と、商用電源から入力される交流電力を屋内に引き込むための設備である。なお、太陽電池１０の発電電力が屋内の消費電力よりも大きい場合には、交流分電盤４２を介して上記発電電力の余剰分を商用電源側に売電することが可能である。
【００３４】
ＡＣ／ＤＣ変換部４３は、交流分電盤４２を介して入力される交流電力を直流電力に変換してＬＥＤドライバ３０に供給する。ＬＥＤドライバ３０に内蔵されているＤＣ／ＤＣ変換部３１は、ＡＣ／ＤＣ変換部４３から入力される直流電力を所定の直流電力に変換してＬＥＤ照明２０に供給する。
【００３５】
制御部４４は、太陽電池１０が常に最大出力で用いられるようにＤＣ／ＡＣ変換部４１をＭＰＰＴ制御する一方、太陽電池１０の出力電力をモニタすることで外光の照度情報を取得し、その照度情報に応じた制御信号をＬＥＤドライバ３０に伝達する。ＬＥＤドライバ３０に内蔵されている電流制御部３２は、制御部４４から入力される制御信号（照度情報）に基づいて、ＬＥＤ照明２０に流れる駆動電流のパルス幅変調制御（ＰＷＭ［Pulse  Width  Modulation］制御）ないしはピーク値制御を行う。このような電流制御部３２の働きにより、ＬＥＤ照明２０は外光（太陽光）の照度に応じた輝度で発光される。例えば、屋内の照度を一定に保つためには、屋外が明るいときにＬＥＤ照明２０の輝度を低く設定し、逆に、屋外が暗いときにＬＥＤ照明２０の輝度を高く設定すればよい。
【００３６】
図４は、電源装置４０の詳細構成（特に、交流分電盤４２よりも前段部分）を示す回路図である。図４に示すように、ＤＣ／ＡＣ変換部４１は、昇圧箱４１Ａと、接続箱４１Ｂと、電力変換回路部４１Ｃと、電源回路部４１Ｄと、を有して成る。
【００３７】
昇圧箱４１Ａは、複数（本図では３つ）の太陽電池１０−１〜１０−３で各々生成される出力電圧を互いに等しい電圧レベルに昇圧して出力するものであり、電源回路Ａ１−１〜Ａ１−３と、昇圧回路Ａ２−１〜Ａ２−３と、制御回路Ａ３と、を有して成る。
【００３８】
電源回路Ａ１−１〜Ａ１−３は、それぞれ、太陽電池１０−１〜１０−３で各々生成される出力電圧から昇圧回路Ａ２−１〜Ａ２−３の駆動部（図４中では「Ｄｒｖ」と表記した回路ブロック要素）を動作させるための電源電圧を生成する回路である。なお、電源回路Ａ１−１〜Ａ１−３は、それぞれ、図４で示したように、トランスやフォトカプラを用いて入出力間を絶縁しながら、生成すべき電源電圧の帰還制御を行う形式とすればよい。また、電源回路Ａ１−１〜Ａ１−３は、それぞれ、図４で示したように、トランスの２次側巻線を複数設けておくことにより、必要に応じて複数系統の電源電圧を生成する構成とすればよい。
【００３９】
昇圧回路Ａ２−１〜Ａ２−３は、それぞれ、太陽電池１０−１〜１０−３で各々生成される出力電圧（例えば、太陽電池１０−１ではＤＣ１００〜２５０Ｖ、太陽電池１０−２及び太陽電池１０−３ではＤＣ２５０〜４００Ｖ）を互いに等しい電圧レベル（例えば、ＤＣ２５０〜４００Ｖ）に昇圧して出力する回路である。なお、昇圧回路Ａ２−１〜Ａ２−３としては、図４で示したように、出力トランジスタ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタなど）のオン／オフ制御によってインダクタをスイッチング駆動することにより、所望の出力電圧を生成するスイッチングレギュレータを採用することができる。
【００４０】
制御回路Ａ３は、太陽電池１０−１〜１０−３で各々生成される出力電圧（＝アレイ電圧）と、昇圧回路Ａ２−１〜Ａ２−３から各々出力される出力電圧と、をそれぞれ比較して、昇圧回路Ａ２−１〜Ａ２−３の各出力トランジスタを個別にＰＷＭ駆動するための制御信号を各々生成し、各制御信号を昇圧回路Ａ２−１〜Ａ２−３の各駆動部に送出する。
【００４１】
接続箱４１Ｂは、昇圧回路Ａ２−１〜Ａ２−３から各々出力される出力電圧を合成して出力する回路であり、図４で示したように、ダイオードＯＲ回路を採用すればよい。
【００４２】
電力変換回路部４１Ｃは、接続箱４１Ｂを介して入力される直流電力を商用電源に適合した交流電力に変換して交流分電盤４２に出力する回路であり、昇圧回路Ｃ１と、ＤＣ／ＡＣ変換回路Ｃ２と、切替回路Ｃ３と、を有して成る。
【００４３】
昇圧回路Ｃ１は、接続箱４１Ｂを介して入力される直流電力（例えばＤＣ２５０〜４００Ｖ）をさらに高い電圧レベル（例えばＤＣ４００〜６００Ｖ）まで昇圧して出力する。なお、昇圧回路Ｃ１としては、先出の昇圧回路Ａ２−１〜Ａ２−３と同様、図４で示したように、出力トランジスタ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタなど）のオン／オフ制御によってインダクタをスイッチング駆動することにより、所望の出力電圧を生成するスイッチングレギュレータを採用することができる。
【００４４】
ＤＣ／ＡＣ変換回路Ｃ２は、昇圧回路Ｃ１から入力される直流電力を商用電源に適合した交流電力（例えばＡＣ１００Ｖ／２００Ｖ）に変換して交流分電盤４２に出力する。
【００４５】
切替回路Ｃ３は、ＤＣ／ＡＣ変換回路Ｃ２の出力端を交流分電盤４２と導通させるか、自立負荷（図４では描写を省略）と導通させるかを切り替える。このような切替回路Ｃ３を有する構成であれば、商用電源系統が異常状態（例えば停電状態）となったときに、ＤＣ／ＡＣ変換回路Ｃ２の出力端を交流分電盤４２から切り離すことで、太陽光発電によって生成された発電電力が商用電源系統に流れて、商用電源系統の異常状態（停電状態）を認識することができなくなるのを防ぐことが可能となる。また、このとき、ＤＣ／ＡＣ変換回路Ｃ２の出力端を自立負荷と導通させることにより、太陽光発電によって生成された発電電力を自立負荷で消費させることができるので、急に負荷がゼロとなることを回避して、太陽光発電系統に対する過大電圧の印加を防止することが可能となる。
【００４６】
電源回路部４１Ｄは、接続箱４１Ｂを介して入力される直流電力、及び、交流分電盤４２を介して入力される交流電力の少なくとも一方から電力変換回路部４１Ｃの駆動部（図４中では「Ｄｒｖ」と表記した回路ブロック要素）や制御部４４を動作させるための電源電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、…）を生成する回路である。このように、電源回路部４１Ｄは、接続箱４１Ｂからの直流電力だけでなく、交流分電盤４２からの交流電力を受け付けることが可能な構成とされているので、太陽光発電による電力供給が不十分な場合には、商用電源からの電力供給を受けて、制御部４４の動作を維持することが可能である。なお、電源回路部４１Ｄは、先出の電源回路Ａ１−１〜Ａ１−３と同様、図４で示すように、トランスやフォトカプラを用いて入出力間を絶縁しながら、生成すべき電源電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、…）の帰還制御を行う形式とすればよい。
【００４７】
制御部４４は、図４で示したように、ＭＰＰＴ制御回路４４１と、出力制御回路４４２と、メモリ４４３と、を有して成る。
【００４８】
ＭＰＰＴ制御回路４４１は、昇圧回路Ｃ１の入力電流及び入力電圧（すなわち、接続箱４１Ｂから入力される直流電力）と、昇圧回路Ｃ１の出力電圧を各々検出し、太陽電池１０−１〜１０−３が常に最大出力で用いられるように、昇圧回路Ｃ１の出力トランジスタをＰＷＭ駆動するための制御信号を生成して、これを昇圧回路Ｃ１の駆動部に送出する。
【００４９】
出力制御回路４４２は、ＤＣ／ＡＣ変換回路Ｃ２の出力電流及び出力電圧（すなわち、電力変換回路部４１Ｃから出力される交流電力）を検出し、商用電源に適合した交流電力（ＡＣ１００Ｖ／２００Ｖ）が得られるように、ＤＣ／ＡＣ変換回路Ｃ２の各出力トランジスタを個別にＰＷＭ駆動するための制御信号を各々生成して、各制御信号をＤＣ／ＡＣ変換回路Ｃ２の各駆動部に各々送出する。なお、出力制御回路４４２には、太陽電池１０−１〜１０−３の近傍に設置された温度センサ４５の出力信号（温度情報）も別途入力されており、これを反映した制御信号の生成が行われる。
【００５０】
また、上記したＭＰＰＴ制御回路４４１及び出力制御回路４４２と、電力変換回路部４１Ｃとを結ぶ複数の信号線は、いずれもフォトカプラ部４７を介して入出力間が絶縁処理されている。
【００５１】
メモリ４４３は、ＭＰＰＴ制御回路４４１によってモニタされた太陽電池１０−１〜１０−３の出力電力値を電子データとして格納する記憶手段である。なお、メモリ４４３に格納されている電子データは、表示部４６を用いて視覚的に出力されるほか、外光の照度情報としてＬＥＤドライバ３０に伝達される。
【００５２】
次に、上記で説明した本発明に係る照明システムの構成要素について、別の観点からより概念的な機能ブロックとして説明する。
【００５３】
図５は、本発明に係る照明システムの第１実施形態を示すブロック図である。図５に示したように、本実施形態の照明システムは、太陽光発電部１と、太陽光発電部１の出力に基づいた制御信号（照度情報）を生成する制御部２と、入力される直流電力を前記制御信号に応じた直流電力として出力する電力変換部３と、電力変換部３から出力される直流電力によって駆動される照明部４と、を有する構成とされている。このような構成とすることにより、先述したように、照度センサを要することなく、非常に安価な構成によって、屋内の照度を一定に保つことが可能となる。
【００５４】
なお、電力変換部３に入力される直流電力は、図５に示したように、太陽光発電部１が太陽光に基づいて出力する直流電力である構成にするとよい。このような構成とすることにより、地球環境への負荷を抑えることが可能となる。
【００５５】
また、照明部４としては、消費電力が小さく、調光制御が容易な発光ダイオードを用いることが望ましい。
【００５６】
図６は、電力変換部３の一構成例を示すブロック図である。図６に示したように、電力変換部３は、太陽光発電部１から入力される直流電力を所定の直流電力として出力する第１電力変換部３ａと、第１電力変換部３ａから入力される直流電力を前記制御信号に基づいた直流電力として出力する第２電力変換部３ｂと、を有する構成にするとよい。なお、第１電力変換部３ａで生成される所定の直流電力とは、一定の直流電力である。このような構成とすることにより、太陽光発電部１から入力される直流電力が気象条件に応じて変動する場合であっても、第１電力変換部３ａから第２電力変換部３ｂには、常に一定の直流電力が入力されることになるので、第２電力変換部３ｂでは、照明部４に出力すべき直流電力を制御部２からの制御信号（照度情報）に基づいて適切に可変制御することが可能となり、延いては、照明部４の調光制御を支障なく実施することが可能となる。
【００５７】
図７は、制御部２の一構成例を示すブロック図である。図７に示したように、制御部２は、太陽光発電部１の出力を監視する監視部２ａと、監視部２ａによる監視情報に基づいて前記制御信号を出力する制御信号生成部２ｂと、を有する構成にするとよい。このような構成とすることにより、先出の図２に示した相関関係に基づいて、太陽光発電部１の出力から外光の照度情報を取得することが可能となる。
【００５８】
図８は、本発明に係る照明システムの第２実施形態を示すブロック図である。図８に示したように、本実施形態において、電力変換部３に入力される直流電力は、太陽光発電部１が生成する直流電力とは異なる直流電力に基づく構成とされている。より具体的に述べると、本実施形態の照明システムは、商用電源から入力される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部５と、ＡＣ／ＤＣ変換部５で生成された直流電力（すなわち、商用電源に基づく直流電力）によって充電され、電力変換部３に入力される直流電力を生成する蓄電部６と、を有して成る構成とされている。このような構成とすることにより、太陽光発電ができない状況下（例えば夜間）であっても、照明部４を支障なく駆動することが可能となる。
【００５９】
図９は、本発明に係る照明システムの第２適用例を示す模式図である。図９に示すように、本発明に係る照明システムは、屋外に設置された太陽電池１０と、第１居室（屋内）に設置されたＬＥＤ照明２０Ｘと、第２居室（屋内）に設置されたＬＥＤ照明２０Ｙと、ＬＥＤ照明２０Ｘ及び２０Ｙの発光制御を各々行うＬＥＤドライバ３０Ｘ及び３０Ｙと、を有して成る。なお、図９では、ＬＥＤ照明２０Ｘ及び２０ＹとＬＥＤドライバ３０Ｘ及び３０Ｙが各々個別のブロック要素として描写されているが、ＬＥＤドライバ３０Ｘ及び３０Ｙは、それぞれＬＥＤ照明２０Ｘ及び２０Ｙに内蔵してもよい。
【００６０】
ここで、ＬＥＤ照明２０Ｘが設置された第１居室と、ＬＥＤ照明２０Ｙが設置された第２居室とでは、窓の設置方向や大きさが互いに異なるため、屋外から入り込む入射光（外光）の強度に差違がある。そのため、太陽電池１０で取得される単一の照度情報（屋外の照度量）からＬＥＤ照明２０Ｘ及び２０Ｙ各々の輝度制御信号を一律に生成すると、適切な調光制御を実現できないおそれがある。
【００６１】
そこで、本発明に係る照明システムにおいて、ＬＥＤドライバ３０Ｘ及び３０Ｙは、太陽電池１０で取得される照度情報からＬＥＤ照明２０Ｘ及び２０Ｙの輝度制御信号を生成する際に参照するテーブル情報ＴＢＬ１及びＴＢＬ２を個別に有し、その内容を任意に変更することが可能な構成とされている。このような構成であれば、窓の設置方向や大きさに応じてテーブル情報ＴＢＬ１及びＴＢＬ２の内容を最適化することにより、太陽電池１０で取得された単一の照度情報から、異なる居室に設置されたＬＥＤ照明２０Ｘ及び２０Ｙの調光制御をいずれも適切に行うことが可能となる。
【００６２】
例えば、第１居室の入射光が第２居室の入射光に比べて相対的に強いことが予め分かっている場合には、太陽電池１０の出力電力に基づいて検出された一の照度値に対して、ＬＥＤ照明２０Ｘで設定される輝度値よりも、ＬＥＤ照明２０Ｙで設定される輝度値の方が大きくなるように、ＬＥＤドライバ３０Ｘ及び３０Ｙに各々設けられるテーブル情報ＴＢＬ１及びＴＢＬ２の内容を調整しておけばよい。
【００６３】
なお、上記テーブル情報の設定内容については、例えば、数パターンの設定候補（南向きリビングルーム用テーブル情報や、西向きベッドルーム用テーブル情報など、一般的な住宅の間取りを考慮に入れて予め設定された一群のテーブル情報）から任意に選択できるようにしてもよいし、外光の照度値（太陽電池１０の出力電力）とＬＥＤ照明の輝度値との相関関係を詳細に調整できるようにしてもよい。
【００６４】
また、上記テーブル情報の設定方法については、例えば、ＬＥＤ照明の本体やリモートコントローラに設けられたスイッチなどを操作する方法が考えられる。また、ＬＥＤ照明がホームネットワークへの接続機能を備えている場合には、そのホームネットワーク内に存在するパーソナルコンピュータなどから遠隔的に上記テーブル情報を設定してもよい。
【００６５】
次に、太陽の方角に応じた照明制御について、図１０Ａ〜図１０Ｃを参照しながら説明する。なお、図１０Ａは太陽電池パネルの設置例を示す模式図、図１０Ｂは照明システムのブロック図、図１０Ｃは発光色テーブルである。
【００６６】
太陽の方角に応じた照明制御機能を備えた照明システム１００は、図１０Ｂで示すように、太陽電池パネル１１０Ｅ、１１０Ｓ、１１０Ｗと、ＤＣ昇圧部１２０Ｅ、１２０Ｓ、１２０Ｗと、電圧−照度変換部１３０Ｅ、１３０Ｓ、１３０Ｗと、を有して成る。
【００６７】
太陽電池パネル１１０Ｅ、１１０Ｓ、１１０Ｗは、それぞれ、図１０Ａで示すように、東向き、南向き、西向きの屋根上に設置されている。
【００６８】
ＤＣ昇圧部１２０Ｅ、１２０Ｓ、１２０Ｗは、それぞれ、太陽電池パネル１１０Ｅ、１１０Ｓ、１１０Ｗで各々生成される出力電圧を昇圧して出力する。ここで、ＤＣ昇圧部１２０Ｅ、１２０Ｓ、１２０Ｗはいずれも、太陽電池パネル１１０Ｅ、１１０Ｓ、１１０Ｗ各々で照度に応じた最大出力が得られるように、不図示の制御部によってＭＰＰＴ制御されている。
【００６９】
電圧−照度変換部１３０Ｅ、１３０Ｓ、１３０Ｗは、それぞれ、ＤＣ昇圧部１２０Ｅ、１２０Ｓ、１２０Ｗの出力電力ＰＯＷＥＲ１、ＰＯＷＥＲ２、ＰＯＷＥＲ３をモニタし、これを照度情報に変換して出力する。すなわち、電圧−照度変換部１３０Ｅ、１３０Ｓ、１３０Ｗは、各方角毎（ここでは東、南、西の３方角）の照度を算出することができる。
【００７０】
上記のようにして算出された各方角毎の照度を比較すれば、太陽の方角を知ることが可能となり、延いては、太陽の方角に応じた照明制御を行うことが可能となる。
【００７１】
例えば、図１０Ｃで示したように、照度の大小関係が東＞南＞西であれば、太陽は東側にあり、現在の時間帯は朝であることが推定される。従って、例えば、各居室に設置されている照明器具を寝覚めの良い爽やかな発光色（例えば、色温度の高い青白色）で点灯させたり、各居室の向き（窓の設置方向）に応じた輝度制御を行うことが可能となる。
【００７２】
また、照度の対象関係が南＞東、西であれば、太陽は南側にあり、現在の時間帯は昼であることが推定される。従って、例えば、各居室に設置されている照明器具を太陽光に近い自然な発光色（例えば、色温度が中程度の白色）で点灯させたり、或いは、各居室の向き（窓の設置方向）に応じた輝度制御を行うことが可能となる。
【００７３】
また、照度の大小関係が西＞南＞東であれば、太陽は西側にあり、現在の時間帯は晩であることが推定される。従って、例えば、各居室に設置されている照明器具を落ち着きのある発光色（例えば、色温度の低い電球色）で点灯させたり、或いは、各居室の向き（窓の設置方向）に応じた輝度制御を行うことが可能となる。
【００７４】
なお、上記では、異なる方角を向いた屋根上に各々太陽電池パネルを設置した構成を例示して説明を行ったが、一の方角を向いた屋根上に複数の太陽電池パネルを設けた構成としてもよい。その場合には、複数の太陽電池パネルが各々異なる方角に向くように設置しておくことが望ましい。
【００７５】
次に、太陽電池パネルから照明器具への電力供給手法について、３つの手法を例示しながら詳細に説明する。
【００７６】
図１１Ａは、第１の電力供給手法を示すブロック図である。図１１Ａに示したように、第１の電力供給手法を採用した照明システム２００は、太陽電池パネル２１０と、ＤＣ昇圧部２２０と、ＤＣ／ＡＣ変換部２３０と、交流分電盤２４０と、ＡＣ／ＤＣ変換部２５０と、ＬＥＤ照明２６０と、電力モニタ２７０と、を有して成る。
【００７７】
本図に示した構成は、先出の図３や図４で示した構成と基本的に同一であり、太陽電池２１０で生成された直流電力（例えば、ＤＣ１００〜２５０Ｖ）は、商用電源に適合した交流電力（例えば、ＡＣ１００Ｖ／２００Ｖ）に変換された後、再び直流電力（例えば、ＤＣ４０Ｖ）に変換されてＬＥＤ照明２６０に供給される。
【００７８】
ただし、上記第１の電力供給手法では、太陽電池パネル２１０からＬＥＤ照明２６０への給電経路上に、ＤＣ／ＡＣ変換部とＡＣ／ＤＣ変換部が存在するので、不要な電力損失を生じるという問題があった。
【００７９】
図１１Ｂは、第２の電力供給手法を示すブロック図である。図１１Ｂに示したように、第２の電力供給手法を採用した照明システム３００は、太陽電池パネル３１０と、ＤＣ昇圧部３２０と、ＤＣ／ＡＣ変換部３３０と、交流分電盤３４０と、ＡＣ／ＤＣ変換部３５０と、ＬＥＤ照明３６０と、電力モニタ３７０と、を有するほか、さらに、ＤＣ降圧部３８０と、セレクタ３９０と、を有して成る。
【００８０】
本図に示した構成は、先出の図１１Ａで示した構成と基本的に同一であるが、太陽電池パネル３１０で生成された直流電力を交流電力に変換することなくＬＥＤ照明３６０に供給するための給電経路を備えている。
【００８１】
第１の給電経路は、先出の図１１Ａで示した構成と同様、太陽電池パネル３１０からＤＣ昇圧部３２０、ＤＣ／ＡＣ変換部３３０、交流分電盤３４０、及び、ＡＣ／ＤＣ変換部３５０を経て、ＬＥＤ照明部３６０に至る経路である。この第１の給電経路を介して電力供給が行われる場合、太陽電池パネル３１０で生成された直流電力（例えば、ＤＣ１００〜２５０Ｖ）は、商用電源に適合した交流電力（例えば、ＡＣ１００Ｖ／２００Ｖ）に変換された後、再び直流電力（例えば、ＤＣ４０Ｖ）に変換されてＬＥＤ照明３６０に供給される。
【００８２】
第２の給電経路は、太陽電池パネル３１０からＤＣ昇圧部３２０とＤＣ降圧部２８０を経て、ＬＥＤ照明部３６０に至る経路である。この第２の給電経路を介して電力供給が行われる場合、太陽電池パネル３１０で生成された直流電力（例えば、ＤＣ１００〜２５０Ｖ）は、より高い電圧レベル（例えば、ＤＣ４００〜６００Ｖ）まで昇圧された後、発光駆動に必要な電圧レベル（例えば、ＤＣ４０Ｖ）まで降圧されてＬＥＤ照明３６０に供給される。
【００８３】
セレクタ３９０は、上記第１、第２いずれの給電経路を用いるかを選択する。例えば、太陽電池パネル３１０でＬＥＤ照明３６０に必要な直流電力が十分に生成されていなければ上記第１の給電経路を選択し、太陽電池パネル３１０でＬＥＤ照明３６０に必要な直流電力が十分に生成されていれば上記第２の給電経路を選択する。
【００８４】
上記第２の電力供給手法であれば、太陽電池パネル３１０からＬＥＤ照明３６０に至る第２の給電経路上に、ＤＣ／ＡＣ変換部とＡＣ／ＤＣ変換部が存在しないので、不要な電力損失を抑えることが可能となる。
【００８５】
ただし、上記第１、第２いずれの電力供給手法においても、ＤＣ／ＡＣ変換部２３０及び３３０への入力電圧については、これを高い電圧レベル（例えば、ＤＣ４００〜６００Ｖ）まで昇圧しておく必要があるため、ＤＣ昇圧部２２０及び３２０やＤＣ／ＡＣ変換部２３０及び３３０の回路素子を高耐圧化しなければならないという問題があった。
【００８６】
図１１Ｃは、第３の電力供給手法を示すブロック図である。図１１Ｃで示したように、第３の電力供給手法を採用した照明システム４００は、太陽電池パネル４１０−１及び４１０−２と、ＤＣ昇圧部４２０−１及び４２０−２と、ＤＣ／ＤＣ変換部４３０−１及び４３０−２と、ダイオード４４０−１及び４４０−２と、電力モニタ４５０−１及び４５０−２と、ＬＥＤ照明４６０と、を有して成る。なお、太陽電池パネルの並列設置数は、任意に増減することが可能である。
【００８７】
本図に示した構成は、先出の図１１Ｂで示した構成から、第１の給電経路（ＤＣ／ＡＣ変換部を介する給電経路）を取り除いた上で、太陽電池パネルを複数並列に設置した点に特徴を有している。太陽電池パネル４１０−１で生成された直流電力（例えばＤＣ５Ｖ）は、ＤＣ昇圧部４２０−１とＤＣ／ＤＣ変換部４３０−１を用いて、ＬＥＤ照明４６０の発光駆動に必要な電圧レベル（例えばＤＣ４０Ｖ）に変換される。太陽電池パネル４１０−２で生成された直流電力についても、上記と同様、ＤＣ昇圧部４２０−２とＤＣ／ＤＣ変換部４３０−２を用いて、ＬＥＤ照明４６０の発光駆動に必要な電圧レベルに変換される。このようにして生成された直流電力は、ダイオード４４０−１及び４４０−２から成るダイオードＯＲ回路を介して、ＬＥＤ照明４６０に供給される。
【００８８】
上記第３の電力供給手法であれば、ＤＣ／ＡＣ変換処理に必要な高電圧（例えば、ＤＣ４００〜６００Ｖ）を生成する必要がなくなるので、回路素子の高耐圧化が不要となる。また、太陽電池パネルとして小出力タイプの小型パネルを用いることができるので、狭い屋根にも太陽電池パネルを設置することが可能となる。また、多数の電池セルを直列接続して成る大型パネルでは、その一部分に日照不足が生じただけでパネル全体の発電出力ができなくなるが、少数の電池セルを直列接続して成る小型パネルを複数並列に設置する構成であれば、一部のパネルで発電出力が不可能となっても、他のパネルでは正常に発電出力を行うことができるので、単一の大型パネルを設置した構成よりも、発電出力を安定的に継続することが可能となる。
【００８９】
次に、時間帯に応じた調光制御について説明する。図１２は、時間帯に応じた調光制御を説明するためのテーブルである。例えば、照度が低い場合（暗い場合）には、現在の時間帯が昼間であるか夜間であるかに関わらず、照明器具を自動的に最大輝度値で点灯させればよい。一方、照度が中程度である場合には、現在の時間帯が昼間であるか夜間であるかに応じて、調光制御を自動とするか手動とするかを決定すればよい。同様に、照度が高い場合（明るい場合）には、現在の時間帯が昼間であるか夜間であるかに応じて、照明器具の消灯を自動とするか手動とするかを決定すればよい。
【００９０】
なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【００９１】
例えば、先出の図４では、昇圧回路Ａ２−１〜Ａ２−３から各々出力される出力電圧を接続箱４１Ｂで合成し、この接続箱４１Ｂから出力される直流電力（例えばＤＣ２５０〜４００Ｖ）を昇圧回路Ｃ１でさらに高い電圧レベル（例えばＤＣ４００〜６００Ｖ）まで昇圧する構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、図１３に示すように、昇圧回路Ａ２−１〜Ａ２−３の各々にフォトカプラＡ４−１〜Ａ４−３を介してＭＰＰＴ制御回路Ａ５−１〜Ａ５−３を接続することにより、それぞれの出力電圧がいずれもＤＣ／ＡＣ変換回路Ｃ２への入力に適した電圧レベルとなるように制御した上で、昇圧回路Ａ２−１〜Ａ２−３の各出力端子をいずれもＤＣ／ＡＣ変換回路Ｃ２の入力端子に直接接続した構成としてもよい。このような構成とすることにより、図４で示した接続箱４１Ｂや昇圧回路Ｃ１を取り除くことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明に係る照明システムは、屋内照明を行う手段として利用可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１    太陽光発電部
２    制御部
２ａ    監視部
２ｂ    制御信号生成部
３    電力変換部
３ａ    第１電力変換部
３ｂ    第２電力変換部
４    照明部
５    ＡＣ／ＤＣ変換部
６    蓄電部
１０    太陽電池
２０、２０Ｘ、２０Ｙ    ＬＥＤ照明（照明器具）
３０、３０Ｘ、３０Ｙ    ＬＥＤドライバ
３１    ＤＣ／ＤＣ変換部
３２    電流制御部
４０    電源装置
４１    ＤＣ／ＡＣ変換部
４１Ａ    昇圧箱
Ａ１−１、Ａ１−２、Ａ１−３    電源回路
Ａ２−１、Ａ２−２、Ａ２−３    昇圧回路
Ａ３    制御回路
Ａ４−１、Ａ４−２、Ａ４−３    フォトカプラ
Ａ５−１、Ａ５−２、Ａ５−３    ＭＰＰＴ制御回路
４１Ｂ    接続箱
４１Ｃ    電力変換回路部
Ｃ１    昇圧回路
Ｃ２    ＤＣ／ＡＣ変換回路
Ｃ３    切替回路
４１Ｄ    電源回路部
４２    交流分電盤
４３    ＡＣ／ＤＣ変換部
４４    制御部（電力モニタ）
４４１    ＭＰＰＴ制御回路
４４２    出力制御回路
４４３    メモリ
４５    温度センサ
４６    表示部
４７    フォトカプラ部
１００    照明システム
１１０Ｅ、１１０Ｓ、１１０Ｗ    太陽電池パネル
１２０Ｅ、１２０Ｓ、１２０Ｗ    ＤＣ昇圧部
１３０Ｅ、１３０Ｓ、１３０Ｗ    電圧−照度変換部
２００    照明システム
２１０    太陽電池パネル
２２０    ＤＣ昇圧部
２３０    ＤＣ／ＡＣ変換部
２４０    交流分電盤
２５０    ＡＣ／ＤＣ変換部
２６０    ＬＥＤ照明
２７０    電力モニタ
３００    照明システム
３１０    太陽電池パネル
３２０    ＤＣ昇圧部
３３０    ＤＣ／ＡＣ変換部
３４０    交流分電盤
３５０    ＡＣ／ＤＣ変換部
３６０    ＬＥＤ照明
３７０    電力モニタ
３８０    ＤＣ降圧部
３９０    セレクタ
４００    照明システム
４１０−１、４１０−２    太陽電池パネル
４２０−１、４２０−２    ＤＣ昇圧部
４３０−１、４３０−２    ＤＣ／ＤＣ変換部
４４０−１、４４０−２    ダイオード
４５０−１、４５０−２    電力モニタ
４６０    ＬＥＤ照明
【図２】
2011111442.tif 000003
【図３】
2011111442.tif 000004
【図４】
2011111442.tif 000005
【図５】
2011111442.tif 000006
【図６】
2011111442.tif 000007
【図７】
2011111442.tif 000008
【図８】
2011111442.tif 000009
【図９】
2011111442.tif 000010
【図１０Ａ】
2011111442.tif 000011
【図１０Ｂ】
2011111442.tif 000012
【図１０Ｃ】
2011111442.tif 000013
【図１１Ａ】
2011111442.tif 000014
【図１１Ｂ】
2011111442.tif 000015
【図１１Ｃ】
2011111442.tif 000016
【図１２】
2011111442.tif 000017
【図１３】
2011111442.tif 000018
【図１４】
2011111442.tif 000019
【図１５】
2011111442.tif 000020
【図１】
2011111442.tif 000021
【国際調査報告】
2011111442.tif 000022
2011111442.tif 000023
2011111442.tif 000024
2011111442.tif 000025